一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法技术

本发明专利技术涉及锌银电池技术领域，尤其涉及一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法，本发明专利技术通过采用梯度充电和充放电交替的充电形式，抑制充电电压过快增长，从而达到长时间维持充电电压在2.10V以下，进而能够提高活性物质Ag粉的转化率，缩短了充电时间，使电池能够输出更多的容量。更多的容量。

【技术实现步骤摘要】
一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法


[0001]本专利技术涉及锌银电池
，尤其涉及一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法。

技术介绍

[0002]锌银贮备电池由于具有放电电压平稳、工作时间长、比能量高以及安全可靠等优点，广泛应用于战略战术导弹领域。充电时，正极活性物质Ag粉最先转化为Ag2O，此时电压在1.98V以下；继续充电，Ag2O将逐步转化为AgO，此时电压在2.10V左右。当Ag粉全部转化成AgO时，此时电极达到理论容量值，具有最高的活性物质利用率。
[0003]通常情况下，电极充电时由于电极表面的反应速率最快，表面的活性物质Ag粉最先转化成AgO，造成充电电压迅速上升至2.10V。如果继续充电，电压将会进一步升高，化成槽内发生电解水的电化学反应，此时充电效率低下，电极容量增长缓慢，即使延长充电时间也不能有效提高活性物质的转化率，导致放电时输出容量远小于活性物质理论容量。
[0004]专利CN105098922A公开了一种28V/35Ah锌银电池充电系统及其充电方法，通过控制充电限制电压为40V，然后以不同充电电流进行充电，并检测单体电池电压，提高了锌银电池充电效率，但该方案对于电流控制以及巡检控制电路巡检单体电池电压的要求严格，并且未提及如何解决实际输出容量小于理论容量的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法。
[0006]具体是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法，包括如下步骤：
[0008]第一步装配：将烧结银电极与涂膏锌负极成对装配后放置于长方体容器中，控制电极对的厚度与长方体容器长度的比例介于63
‑
68％之间；
[0009]第二步加入电解液：向长方体容器中加入KOH水溶液；
[0010]第三步梯度充电：在恒温环境中先以1.8
‑
2.2mA/cm2的电流密度充电至正极理论容量的57
‑
63％，再以0.9
‑
1.1mA/cm2的电流密度充电至正极理论容量的78
‑
83％；
[0011]第四步交替式充电：以先充电5ms，再放电5ms的形式充电至少10h，其中，充电电流密度大于放电电流密度；
[0012]第五步洗涤烘干：用去离子水将正负极冲洗至中性，然后将正负极分别烘干。
[0013]所述KOH水溶液的密度为1.10～1.30g/ml。所述恒温环境为23
‑
28℃；优选25℃。
[0014]所述第四步中充电电流密度为0.9
‑
1.1mA/cm2；优选为1mA/cm2。
[0015]所述第四步中放电电流密度为0.45
‑
0.55mA/cm2；优选为0.5mA/cm2。
[0016]所述梯度充电与交替式充电的时间总和≤40h。
[0017]所述烘干温度不超过60℃。
[0018]有益效果：
[0019]本专利技术通过采用梯度充电和充放电交替的充电形式，抑制充电电压过快增长，从而达到长时间维持充电电压在2.10V以下，进而能够提高活性物质Ag粉的转化率；具体地：
[0020]本专利技术通过在不同充电阶段控制不同的充电电流密度，能够将充电电压长时间维持在2.10V以下，提高了充电效率；并在充电末期采用充电和放电交替的形式进行充电，维持充电电压在2.10V的水平，保障了正极活性物质的正常转化。
[0021]本专利技术不仅提高了充电效率，将充电时间由40h～70h缩短至不超过40h，还提高了电极的活性物质的转化率，使电池能够输出更多的容量，即理论输出容量与实际输出容量的差值缩小。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，但本专利技术并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本专利技术权利要求所要求保护的范围。
[0023]实施例1
[0024]一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法，包括如下步骤：
[0025]第一步装配：
[0026]将44片厚度为0.45mm的烧结银电极(单片电极理论容量2.75Ah)与45片厚度为0.60mm的涂膏式锌电极包对(厚度为55.08mm)，然后将其放入长度为85mm的化成槽；
[0027]第二步加入电解液：
[0028]向化成槽中加入密度为1.30g/ml的KOH水溶液0.45L；
[0029]第三步梯度充电：
[0030]在25℃的恒温环境中先以5A(电流密度2.05mA/cm2)充电14h，此时达理论容量58％，再以2.5A(电流密度1.02mA/cm2)充电10h，此时达理论容量78％；
[0031]第四步交替式充电：
[0032]先以2.5A(电流密度1.02mA/cm2)充电5ms，再以1.2A(电流密度0.49mA/cm2)放电5ms的交替模式充电12h；
[0033]第五步洗涤烘干：
[0034]用去离子水将正负极冲洗至中性，并正极、负极分别置于50℃的环境中烘干；
[0035]该实施例中充电总时间为36h，充电容量达到110.6Ah，表观充电深度达到91％，单片正极容量约2.50Ah。将该方法制备的电极按6片正极和6片负极组装成单体电池，以30A的电流放电至截止电压1.25V，共输出容量12.42Ah，利用率达到75％。
[0036]对比例1
[0037]一种锌银贮备电池的电极充电方法，包括如下步骤：
[0038]第一步装配：
[0039]将44片厚度为0.45mm的烧结银电极(单片电极理论容量2.75Ah)与45片厚度为0.60mm的涂膏式锌电极包对(厚度为55.08mm)，然后将其放入长度为85mm的化成槽；
[0040]第二步加入电解液：
[0041]向化成槽中加入密度为1.30g/ml的KOH水溶液0.45L；
[0042]第三步恒流充电：
[0043]在25℃的恒温环境中以4A充电20h，再以2A充电18h；
[0044]第四步洗涤烘干：
[0045]用去离子水将正负极冲洗至中性，并正极、负极分别置于50℃和260℃的环境中烘干；
[0046]该对比例中充电总时间为38h，充电容量达到116Ah，表观充电深度达到96％，单片正极容量约2.64Ah；将该方法制备的电极按6片正极和6片负极组装成单体电池，以30A的电流放电至截止电压1.25V，共输出容量10.74Ah，利用率达到65％。
[0047]所以将实施例1与对比例1相比较，实施例1中的充电时间缩短，输出容量提高，电极利用率提高了约11％。
[0048]实施例2
[0049]一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法，包括如下步骤：
[0050]第一步装配：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步装配：将烧结银电极与涂膏锌负极成对装配后放置于长方体容器中，控制电极对的厚度与长方体容器长度的比例介于63
‑
68％之间；第二步加入电解液：向长方体容器中加入KOH水溶液；第三步梯度充电：在恒温环境中先以1.8
‑
2.2mA/cm2的电流密度充电至正极理论容量的57
‑
63％，再以0.9
‑
1.1mA/cm2的电流密度充电至正极理论容量的78
‑
83％；第四步交替式充电：以先充电5ms，再放电5ms的形式充电至少10h，其中，充电电流密度大于放电电流密度；第五步洗涤烘干：用去离子水将正负极冲洗至中性，然后将正负极分别烘干。2.如权利要求1所述一种提高锌银贮备电池容量的电极充电方法，其特征在于，所述KOH水溶液的密度为1.10～1.30g/ml。3.如权利要求1所述一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃韬，石天飞，张克彪，罗晓玉，刘强，冯磊磊，余波，董亚南，敬大红，
申请(专利权)人：贵州梅岭电源有限公司，
类型：发明
国别省市：